專利名稱：天線裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及天線裝置，特別涉及UWB(Ultra Wide band)用天線。
背景技術(shù)：
正如其名，UWB意味著超寬頻帶無線電波，是指占有中心頻率的25％以上，或者1.5GHz以上的頻帶寬度的無線電傳送方式的廣義的詞匯。簡言之，使用超寬頻帶的短脈沖(通常為1ns以下)進(jìn)行通信，是引發(fā)無線電領(lǐng)域的革命的技術(shù)。
過去的無線電波與UWB本質(zhì)的不同可以說是有無載波。過去的無線電波，采用各種方法調(diào)制稱為載波的某一頻率正弦波，發(fā)送接收數(shù)據(jù)。對此，UWB則不使用該載波，像UWB的定義所寫得那樣，其使用超寬頻帶的短脈沖。
正如其名，UWB具有超寬頻帶的頻率頻帶。另一方面，過去的無線電波只具有較窄的頻率頻帶。這是因?yàn)轭l率頻帶窄的部分能夠利用電波。電波是有限的資源。盡管UWB是超寬頻帶，但之所以受到注目是各頻率的輸出功率。UWB雖然頻率頻帶較寬，但其各頻率的輸出功率很小。該功率的大小在可以被噪聲淹沒的水平，因此對其他無線通信的干涉很小。FCC(FederalCommunication Commission美國聯(lián)邦通信委員會)考慮到不會產(chǎn)生對其他無線通信的干涉的問題，從而有條件的允許使用。
由于UWB是超寬頻率，所以與現(xiàn)存的無線通信服務(wù)的頻帶相重合。目前，將UWB的頻帶限定在3.1GHz到10.6GHz之間。
此外，天線基本是利用共振現(xiàn)象。天線雖是以其長度決定共振頻率的，但在包含很多頻率成分的UWB中很難產(chǎn)生共振。因此，要發(fā)射的電波的頻率頻帶越寬，與此相應(yīng)在天線的設(shè)計(jì)就越困難。
例如，作為小型天線人們熟知的有貼片式天線。已知這樣的貼片式天線之一是一種便攜性優(yōu)良、并且頻率溫度特性也較高、共振頻率的偏差較小、可靠性高的小型平面貼片式天線(例如，參照特開平7-949334號公報(bào))。另外，還知道能夠?qū)?yīng)多個(gè)頻率的貼片式天線裝置(例如，參照特開平10-190347號公報(bào))。
但是，由于貼片式天線不是寬頻帶，因此不適于用作UWB用天線。
另一方面，在近距離無線通信的世界中，作為能夠同時(shí)實(shí)現(xiàn)大容量數(shù)據(jù)傳送與低耗電的下一代技術(shù)，太陽誘電面向當(dāng)今最令人注目的UWB，已成功開發(fā)出形狀為10mm×8mm、厚度僅有1mm的超小型的陶瓷貼片天線。由于這種天線的開發(fā)，至今只限于軍事應(yīng)用的UWB已擴(kuò)展到PDP(Plasms DisplayPanel)電視、數(shù)碼相機(jī)等數(shù)字產(chǎn)品間的超高速連接的民用中，并且使這種像移動電話這樣常見的機(jī)器的小型化成為可能。
還有，這種UWB用天線能夠用于藍(lán)牙(Bluetooth)(商標(biāo))或無線LAN(Local Area Network)等。
藍(lán)牙是為了使較小范圍內(nèi)的聲音或數(shù)據(jù)的無線通信在臺式及筆記本電腦、PDP(Personal Digital Assistant)、移動電話、打印機(jī)、掃描儀、數(shù)碼相機(jī)、以及家用電器之間實(shí)現(xiàn)而一般公開的規(guī)格。由于藍(lán)牙使用在地球上的任何地方均可使用的2.4GHz頻帶的電波，所以在世界各地都能使用。簡單地說，利用藍(lán)牙，就不需要用電纜連接數(shù)字外圍設(shè)備，電纜連接所帶來的麻煩都已成為過去。
無線LAN指的是使用電波或紅外線等有線電纜以外的傳送通路的LAN。
如上所述，在貼片式天線那樣過去的天線中，有難以寬頻帶化、波形失真(波形變寬)的問題。并且，雖然電壓駐波比(VSWR)越低，作為天線的特性越好，但是過去的天線在頻率高的部分的VSWR不能降低，就是說，會有在頻率高的部分VSWR變高這一問題。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明的目的在于提供一種可以實(shí)現(xiàn)寬頻帶化的UWB用天線。
本發(fā)明的其它目的在于提供一種可以實(shí)現(xiàn)對頻率特性進(jìn)行改良的UWB用天線。
根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例，由上側(cè)電介體11、下側(cè)電介體13、以及夾持在所述上側(cè)電介體和所述下側(cè)電介體之間的導(dǎo)體圖案15構(gòu)成的UWB用天線10，其特征在于，所述導(dǎo)體圖案在前面的大致中央部具有饋電點(diǎn)151，并由倒三角形部分15-1、主突出部分15-2、右側(cè)突出部15-3、以及左側(cè)突出部15-4構(gòu)成，其中，倒三角形部分15-1具有從該饋電點(diǎn)以規(guī)定的角度分別向右側(cè)面及左側(cè)面展開的右側(cè)錐形部152及左側(cè)錐形部153，主突出部分15-2從所述倒三角形部分的上邊154突出，右側(cè)突出部15-3從所述右側(cè)錐形部突出，左側(cè)突出部15-4從所述左側(cè)錐形部突出。
所述右側(cè)突出部和左側(cè)突出部分別由平滑的兩條曲線15-3a、15-4a所規(guī)定。
所述兩條曲線可以是分別連接所述倒三角形部分的頂點(diǎn)和所述上邊的兩端的曲線。
所述兩條曲線也可以是左右對稱。
所述倒三角形部分也可以是等邊三角形。
所述的主突出部也可以由連接所述倒三角形部分的上邊的兩端的圓弧15-2a所規(guī)定。
另外，上述符號是為了容易理解本發(fā)明而付加的，當(dāng)然僅是一例，并不限于此。
本發(fā)明中，用兩片電介體夾持導(dǎo)體圖案，由于該導(dǎo)體圖案具有饋電點(diǎn)、從該饋電點(diǎn)以規(guī)定的角度向兩側(cè)展開的錐形部，所以可以得到寬頻帶的UWB用天線的效果。進(jìn)而，導(dǎo)體圖案不僅具有從倒三角形部分的上邊突出的主突出部，而且還具有從錐形部突出的突出部，所以，即使在頻率高的部分也可以將VSWR維持得較低，因此，可以實(shí)現(xiàn)頻率特性的進(jìn)一步的改善。


圖1表示作為本發(fā)明的第一實(shí)施例的天線裝置的UWB用天線的結(jié)構(gòu)，(a)為橫剖面俯視圖、(b)為縱剖面?zhèn)纫晥D。
圖2是為了對圖1所示的UWB用天線的導(dǎo)體圖案形狀的主要部分進(jìn)一步詳細(xì)說明的說明圖。
圖3是表示3種UWB用天線的天線特性的圖，橫軸為頻率(GHz)，縱軸為VSWR。
圖中
10 UWB用天線10f 前面11 矩形上側(cè)電介體13 矩形下側(cè)電介體15 導(dǎo)體圖案151 饋電點(diǎn)20 接地部件152 右側(cè)錐形部153 左側(cè)錐形部154 上邊15-1 倒三角形部分15-2 主突出部15-3 右側(cè)突出部15-4 左側(cè)突出部15-2a 圓弧15-3a 右側(cè)曲線15-4a 左側(cè)曲線具體實(shí)施方式
以下參照附圖詳細(xì)說明本發(fā)明的實(shí)施方式。
參照圖1，對作為本發(fā)明的第1實(shí)施例的天線裝置的UWB用天線10進(jìn)行說明。圖1中，(a)是UWB用天線10的橫剖面俯視圖、(b)是UWB用天線10的縱剖面?zhèn)纫晥D。
UWB用天線10的整體外觀是具有長度(縱長)B、寬度(橫寬)W、高度T的長方體(矩形板)的形狀。圖示的例子中，長度B為10.1mm、寬度W為10.1mm、高度T為0.8mm。
UWB用天線10具有上面10u、底面10d、前面10f、被面10b、右側(cè)面10rs、以及左側(cè)面10ls。
UWB用天線10由矩形上側(cè)電介體11、矩形下側(cè)電介體13、以及夾持在矩形上側(cè)電介體11和矩形下側(cè)電介體13之間的導(dǎo)體圖案15構(gòu)成。矩形上側(cè)電介體11和矩形下側(cè)電介體13分別具有長度B、寬度W、高度T/2。導(dǎo)體圖案13由例如銀糊等材料制成，其厚度約為8μm。
另外，矩形上側(cè)電介體11和矩形下側(cè)電介體13的電介常數(shù)為εr。圖示的例子中，電介常數(shù)εr為4.4。矩形上側(cè)電介體11和矩形下側(cè)電介體13由例如陶瓷板構(gòu)成。
導(dǎo)體圖案15在前面10f的大約中央部具有饋電點(diǎn)151?？v長為G、寬度為W的接地部件20電連接在導(dǎo)體圖案15的饋電點(diǎn)151上。圖示的例子中，縱長G為0.8mm。
并且，導(dǎo)體圖案15包括以下部分具有從饋電點(diǎn)151以規(guī)定的角度θ分別向右側(cè)面10rs和左側(cè)面10ls展開的右側(cè)錐形部152、左側(cè)錐形部153的倒三角形部分15-1；從倒三角形部分的上邊154突出的主突出部15-2；從右側(cè)錐形部153突出的右側(cè)突出部15-3；以及從左側(cè)錐形部153突出的左側(cè)突出部15-4，倒三角形部分與各突出部做成一體。圖示的例子中，角度θ為60°，所以，倒三角形部分15-1為等邊三角形。
主突出部15-2由連接倒三角形部分15-1的上邊154的兩端的圓弧15-2a所規(guī)定。即，倒三角形部分15-1的上邊154與主突出部15-2的底邊相互連接。圓弧15-2a的中心與整體的長度(縱長)B及寬度(橫寬)W的中央一致。
右側(cè)突出部15-3和左側(cè)突出部15-4分別由平滑的右側(cè)曲線15-3a和左側(cè)曲線15-4a所規(guī)定。右側(cè)曲線15-3a及左側(cè)曲線15-4a是分別連接倒三角形部分15-1的頂點(diǎn)與上邊154的兩端部而成的，且左右對稱。
參照圖2，進(jìn)一步對右側(cè)曲線15-3a做詳細(xì)的說明，這里，z0為7.60mm、y0為4.39mm。
以下的公式(1)是關(guān)于曲線的一般式。從eaz減去1，以與圖2一致、z為0時(shí)y為0。
eaz-1＝y(tǒng)…(1)可以得到從公式(1)求出系數(shù)a的下面的公式(2)。
a＝ln(y0+1)/z0…(2)
將y0和z0的值帶入公式(2)可得a＝0.221651因此，可以通過下面的公式(3)求出+y側(cè)的值(即，決定右側(cè)曲線15-3a的值)。
y＝y(tǒng)0-{ea(z0-z)-1} …(3)還有，因?yàn)橛覀?cè)曲線15-3a和左側(cè)曲線15-4a有左右對稱的關(guān)系，所以也同樣可以求出-y側(cè)的值(即，決定左側(cè)曲線15-4a的值)。
下面，參照圖3對3種UWB天線的天線特性進(jìn)行說明。圖3中，橫軸表示頻率(GHz)，縱軸表示VSWR。在圖3的右下部分，表示有使用的導(dǎo)體圖案的形狀。另外，還表示VSWR越低天線特性越好。
第1特性曲線T1是表示具有圖1所示的導(dǎo)體圖案15、即第1種的導(dǎo)體圖案Type.1的天線的天線特性。第2特性曲線T2是表示具有第2種的導(dǎo)體圖案Type.2的天線的天線特性。第3特性曲線T3是表示具有第3種的導(dǎo)體圖案Type.3的天線的天線特性。
第1特性曲線T1在比較高的頻率、即大約5GHz以上的頻率處，VSWR比較低。因此，具有第1種的導(dǎo)體圖案Type.1的天線顯示出良好的天線特性。即，圖1所示的UWB用天線是天線特性優(yōu)異的天線。
第2特性曲線T2只在大約3.5～4.8GHz的頻率處，VSWR較低，但是在其他部分，VSWR較高。因此，具有第2種的導(dǎo)體圖案Type.2的天線，其天線特性較差。
第3特性曲線T3只在大約3～4GHz的頻率處，VSWR較低，但是在其他部分，VSWR極高。因此，具有第3種的導(dǎo)體圖案Type.3的天線其天線特性較差。
以上，用令人滿意的實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)行了說明，但本發(fā)明決不僅限于上述實(shí)施例。
權(quán)利要求
1.一種天線裝置，是包括上側(cè)電介體、下側(cè)電介體、以及夾持在所述上側(cè)電介體和所述下側(cè)電介體之間的導(dǎo)體圖案的UWB用天線，其特征在于，所述導(dǎo)體圖案在前面的大致中央部具有饋電點(diǎn)，并包括倒三角形部分、主突出部分、右側(cè)突出部、以及左側(cè)突出部，其中，倒三角形部分具有從該饋電點(diǎn)以規(guī)定的角度分別向右側(cè)面及左側(cè)面展開的右側(cè)錐形部及左側(cè)錐形部，主突出部分從所述倒三角形部分的上邊突出，右側(cè)突出部從所述右側(cè)錐形部突出，左側(cè)突出部從所述左側(cè)錐形部突出。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的天線裝置，其特征在于，所述右側(cè)突出部及所述左側(cè)突出部分別由平滑的兩條曲線所規(guī)定。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的天線裝置，其特征在于，所述兩條曲線是分別連接所述倒三角形部分的頂點(diǎn)與所述上邊的兩端部的曲線。
4.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的天線裝置，其特征在于，所述兩條曲線左右對稱。
5.根據(jù)權(quán)利要求1-4中任意一項(xiàng)所述的天線裝置，其特征在于，所述倒三角形部分是等邊三角形。
6.根據(jù)權(quán)利要求1-5中任意一項(xiàng)所述的天線裝置，其特征在于所述主突出部由連接所述倒三角形部分的上邊的兩端的圓弧所規(guī)定。
全文摘要
本發(fā)明的目的在于提供一種可以寬頻帶化，并可以實(shí)現(xiàn)頻率特性改善的UWB用天線。UWB用天線(10)由上側(cè)電介體(11)、下側(cè)電介體(13)和夾持在其間的導(dǎo)體圖案(15)構(gòu)成。導(dǎo)體圖案在前面的大致中央部具有饋電點(diǎn)(151)。導(dǎo)體圖案還具從饋電點(diǎn)以規(guī)定的角度分別向右側(cè)成及左側(cè)面展開的右側(cè)錐形部(152)和左側(cè)錐形部(153)的倒三角形部分(15－1)。從倒三角部分的上邊(154)，主突出部(15－2)突出。從倒三角形部分的右側(cè)錐形部右側(cè)突出部(15－3)突出，從左側(cè)錐形部左側(cè)突出部(15－4)突出。
文檔編號H01Q19/00GK1677745SQ200510000390
公開日2005年10月5日 申請日期2005年1月10日 優(yōu)先權(quán)日2004年4月2日
發(fā)明者中野久松, 三好明 申請人:三美電機(jī)株式會社, 中野久松